202987. lajstromszámú szabadalom • Fázisinformáció leképzésén alapuló fényoptikai eljárás és berendezés anyagi minőség vizsgálatára
5 HU 202987 B 6 A mérendő anyagtól függően alapvetően kétfajta berendezés különböztethető meg, nevezetesen a transzmissziós - áteresztett fénysugaras - üzemmódú, valamint a reflexiós - visszavert fénysugaras - üzemmódú berendezés. Ennek megfelelően az optikai lencsék optikai tengelye egy egyenesbe is eshet, de a vizsgált anyag felületének normálisával azonos szöget is bezárhatnak úgy, hogy az optikai tengelyek a vizsgált anyag felületén, vagy a vizsgált anyag belsejében valamely tükröző síkon metszik egymást és a metszéspontban az adott felületre állított normálist tekintve az optikai tengelyek egymás tükörképei. A találmány szerinti fázisinformáció leképzésén alapuló fényoptikai berendezés lehetséges, példakénti megoldásait a mellékelt rajzok alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra a transzmissziós üzemmódú berendezés vázlatát, a 2.a., 2.b., 2.c. ábrák pedig a reflexiós üzemmódú berendezés előnyös sematikus vázlatait ábrázolják. Az 1. ábrán látható transzmissziós üzemmódú berendezésnek M modulátorral rendelkező nagy felületi fényességű, vonal mentén, az optikai tengelyre merőlegesen sugárzó A fénysugárforrása, az A fénysugárforrás által kibocsátott fénysugárnyaláb útjában fókuszáló B optikai lencséje van, amelynek optikai tengelye mentén, az A fénysugárforrós képének helyén C vizsgált anyag van elhelyezve. A C vizsgált anyagon áthaladó fénysugárnyalób útjában további D optikai lencse van elhelyezve, a további D optikai lencsét követően pedig E fénydetektorsort - célszerűen fotodetektorsort - tartalmaz. Az E fénydetektorsor kimenetei a modulációs frekvencia kétszeresére állított H fázisérzékeny erósítósoron keresztül I megjelenítő egységhez csatlakozik. A B optikai lencse és a további D optikai lencse a C vizsgált anyagtól azonos távolságra, az optikai tengely mentén van elhelyezve. A B optikai lencse kétféleképpen is kiképezhető. A tí optikai lencse fényáteresztó B1 tartománya (apertúrája) csík alakú, meghatározott szélességű. Az apertúra szimmetriatengelye párhuzamos az A fénysugárforrós vonalával és merőleges az optikai tengelyre. Ez az ún. sötéttér-elrendezés. A B optikai lencse csík alakú B1 tartománya két oldalán egyforma további csík alakú B2 tartományokkal rendelkezik, amelyek 90°-os fázistoló réteggel fedettek és meghatározott áteresztőképességűek. Ez az elrendezés az ún. féziskontraszt elrendezés. A további D optikai lencse az alábbiak szerint van kiképezve. A további D optikai lencse két, az optikai tengelyre szimmetrikusan elhelyezett csík alakú, fényáteresztő D2 tartományokkal rendelkezik, amely tartományok szimmetriatengelye párhuzamos a fényforrás vonalával. A két fényáteresztő D2 tartományok egymástól mért távolsága legalább akkora, mint a B optikai lencse csík alakú B1 tartományának szélessége. A további D optikai lencse a két esik alakú, fényáteresztó D2 tartományokon kívül nem rendelkezik fényóteresztó tartományokkal. Az 1. ábra szerint a B, D optikai lencsék optikai tengelye célszerűen egy egyenesbe esik. A H fázisérzékeny erősítősor olyan önmagában ismert erősítőkből van kiképezve, amelynek egyik bemenetére az E fénydetektorsor valamely eleme, másik bemenetére pedig a modulációs frekvencia kétszeresével megegyező referenciajel van kötve. Az 1. ábra szerinti berendezés, amely a 0 vizsgált anyagon áthaladó fénysugárnyalábbal üzemel, az alábbiak szerint működik • részletesen. Az A fénysugárforrés nagy felületi fényességű, az optikai tengelyre merőleges vonal alakú felületről - amely lehet valódi, vagy virtuális felület - fényt bocsát ki. Az A fénysugárforrás folytonos fényét az M modulátor önmagában ismert módon, például elektronikus, vagy elektro-optikus, esetleg akuszto-optikus módon modulálja oly módon, hogy a lézerfény intenzitásának időfüggése 50%-os kitöltésű négyszögjel legyen. A modulált fényt a B optikai lencse a C vizsgált anyagra fókuszálja. A C vizsgált anyag a fény egy részét átengedi és/vagy reflektálja. A transzmittólt, vagy reflektált nyalábot a további D optikai lencse képezi le az E fénydetektorsorra. A B optikai lencse és a további D optikai lencse kiképzése az ún. sötéttér-elrendezésben csak a szórt fényt engedi ót, a direkt fényt nem A fáziskontraszt-elrendezésben pedig a direkt nyaláb intenzitását lecsökkenti és fázisát 90°-kal elforgatja. Az E fénydetektorsor kimenőjelét a modulációs frekvencia kétszeresére állított, önmagában ismert H fázisérzékeny erősitósorral mérjük, majd az I meg jelenítő egységen megjelenítjük. A következőkben olyan lehetséges megoldásokat írunk le, amelyek a C vizsgált anyagról, vagy a C vizsgált anyagból visszavert fénysugárnyalábbal üzemelnek, tehát a berendezések a következőkben reflexiós üzemmódúak. A következőkben ismertetett berendezések a már előzőekben ismertetettel azonos módon működnek, amelyre már utaltunk is. A 2.a. ábrán a B, D optikai lencsék tengelye a C vizsgált anyag felületének normálisával azonos szöget zár be, és az optikai tengelyek a C vizsgált anyag felületén metszik egymást. A 2.b. ábra szerint a B optikai lencse és a C vizsgált anyag között a C vizsgált anyagról visszavert fénysugárnyalób legalább egy részét 90“-kal eltérítő F nyaláb-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
